الإسبنيل

الإسبينيل ( يُلفظ / spɪˈnɛl , ˈspɪnəl / [ 7 ] ) هو معدن المغنيسيوم / الألومنيوم الذي ينتمي إلى مجموعة معادن الإسبينيل الأكبر . صيغته الكيميائية MgAl2 O4 فيالنظام البلوري المكعب. يأتي الاسم من الكلمة اللاتينيةspinella، وهي شكل مصغر لكلمةspine،في إشارة إلى بلوراتها المدببة. [ 5 ]

ملكيات

يتبلور الإسبينيل في النظام المتساوي الأبعاد؛ ومن أشكاله البلورية الشائعة الأوجه الثمانية ، وعادةً ما تكون توأمية . لا يمتلك انقسامًا حقيقيًا ، ولكنه يُظهر انقسامًا ثماني الأوجه وكسرًا محاريًا . [ 8 ] تبلغ صلابته 8 ، وكثافته النوعية 3.5-4.1، وهو شفاف إلى معتم ببريق زجاجي إلى باهت . قد يكون عديم اللون، ولكنه عادةً ما يأتي بدرجات من الأحمر، أو الخزامى ، أو الأزرق، أو الأخضر، أو البني، أو الأسود، أو الأصفر. [ 9 ] يُسبب الكروم (III) اللون الأحمر في الإسبينيل المستخرج من ميانمار. [ 10 ]

تمثيل متعدد الأوجه لسبينيل MgAl 2 O 4

تاريخ

تُعدّ بعض أنواع الإسبينيل من أشهر الأحجار الكريمة، ومنها ياقوتة الأمير الأسود وياقوتة تيمور ضمن جواهر التاج البريطاني ، [ 11 ] و"كوت دو بريتاني"، التي كانت سابقًا ضمن جواهر التاج الفرنسي. [ 12 ] أما إسبينيل السامريين ، وهو أكبر إسبينيل معروف في العالم، فيزن 500 قيراط (100 غرام) . [ 13 ] 

التسمية

كانت أحجار الإسبينيل الحمراء الشفافة تُسمى ياقوت الإسبينيل [ 14 ] أو ياقوت بالاس. [ 15 ] قبل تطور العلوم الحديثة ووضع تعريف رسمي لكلمة " ياقوت "، كان هذا الاسم يُطلق أيضًا على أحجار الإسبينيل. [ 16 ] كلمة "بالاس" مشتقة من "بالاسيا"، وهو الاسم القديم لباداخشان ، وهي منطقة في آسيا الوسطى تقع في الوادي العلوي لنهر بانج ، أحد الروافد الرئيسية لنهر أوكسوس . مع ذلك، قد تكون كلمة "بالاسيا" نفسها مشتقة من الكلمة السنسكريتية "بالاسورياكا "، والتي تُترجم إلى "شمس الصباح القرمزية". [ 17 ] شكلت المناجم في منطقة غورنو باداخشان في طاجيكستان الحالية لقرون المصدر الرئيسي لأحجار الإسبينيل الحمراء والوردية. [ 16 ]

حدوث

التواجد الجيولوجي

يُوجد الإسبينيل كمعدن متحول في الحجر الجيري المتحول والحجر الطيني الفقير بالسيليكا . [ 9 ] كما يوجد كمعدن أولي في الصخور النارية المافية النادرة ؛ في هذه الصخور النارية، تكون الصهارة فقيرة نسبيًا بالقلويات مقارنةً بالألومنيوم ، وقد يتشكل أكسيد الألومنيوم كمعدن الكوروندوم أو قد يتحد مع المغنيسيا لتكوين الإسبينيل. لهذا السبب غالبًا ما يُوجد الإسبينيل والياقوت معًا. لا يزال أصل الإسبينيل في الصخور النارية المافية محل نقاش واسع، ولكنه ينتج بالتأكيد عن تفاعل الصهارة المافية مع صهارة أكثر تطورًا [ 18 ] أو صخور أخرى (مثل الجابرو والتروكتوليت). [ 19 ] [ 20 ]

يُعدّ الإسبينيل، (Mg,Fe)(Al,Cr) ₂O₄ ، شائعًا في البيريدوتيت في الجزء العلوي من وشاح الأرض ، على أعماق تتراوح بين 20  كم و120  كم تقريبًا، وربما إلى أعماق أقل اعتمادًا على محتوى الكروم. [ 21 ] عند أعماق أقل بكثير، فوق انقطاع موهو ، يُعدّ البلاجيوكلاز الكلسي المعدن الألوميني الأكثر استقرارًا في البيريدوتيت، بينما يُعدّ العقيق الطور المستقر في أعماق الوشاح أسفل منطقة استقرار الإسبينيل. [ 22 ]

الإسبينيل، (Mg,Fe)Al 2 O 4 ، هو معدن شائع في الشوائب الغنية بالكالسيوم والألومنيوم (CAIs) في بعض النيازك الكوندريتية . [ 23 ]

التواجد الجغرافي

لطالما وُجد الإسبينيل في الحصى الحامل للأحجار الكريمة في سريلانكا ، وفي الحجر الجيري في مقاطعة بدخشان في أفغانستان وطاجيكستان الحاليتين ، وفي موغوك في ميانمار . وخلال العقود الماضية، عُثر على أنواع من الإسبينيل بجودة الأحجار الكريمة في رخام مقاطعة لوك ين ( فيتناموماهينجي وماتومبو ( تنزانيا )، وتسافو ( كينيا )، وفي حصى توندورو ( تنزانيا ) وإيلاكاكا ( مدغشقر ). [ 16 ] [ 24 ]

منذ عام 2000، تم اكتشاف أحجار الإسبينيل بألوان وردية أو زرقاء زاهية غير عادية في عدة مواقع حول العالم. وتُعرف هذه الأحجار "المتوهجة" من موغوك (ميانمار)، [ 25 ] وهضبة ماهينج (تنزانيا)، ومنطقة لوك ين (فيتنام)، [ 26 ] وغيرها من المواقع. وفي عام 2018، تم الإبلاغ عن وجود أحجار إسبينيل زرقاء زاهية في الجزء الجنوبي من جزيرة بافين (كندا). [ 27 ] ويعود اللون الأزرق النقي للإسبينيل إلى وجود كميات ضئيلة من الكوبالت . [ 28 ]

سبينيل صناعي

الإسبينيل الاصطناعي المصنوع باستخدام طريقة المعالجة الحرارية المائية

يمكن إنتاج الإسبينيل الصناعي بوسائل مشابهة لإنتاج الكوروندوم الصناعي، بما في ذلك طريقة فيرنوي وطريقة الصهر التي ابتكرها إدموند فريمي . ويُستخدم على نطاق واسع كحجر كريم مصقول غير مكلف في مجوهرات مواليد شهر أغسطس . يُعد الإسبينيل الصناعي ذو اللون الأزرق الفاتح بديلاً جيداً لحجر الزبرجد الأزرق، بينما يُستخدم الإسبينيل الصناعي الأخضر كبديل للزمرد أو التورمالين. [ 29 ] وبحلول عام 2015، أصبح الإسبينيل الشفاف يُصنع على شكل صفائح وأشكال أخرى من خلال التلبيد . [ 30 ] كما أن للإسبينيل الصناعي، الذي يشبه الزجاج ولكنه يتميز بمقاومة أعلى للضغط، تطبيقات في المجالات العسكرية والتجارية. [ 31 ]

تُدرس مركبات الكالكوجينيدات من نوع الإسبينيل أيضًا كمواد شبه موصلة كهروضوئية. في عام 2025 ، أبلغ هانزاوا وآخرون عن كبريتيدات الإسبينيل الكاتيونية d0 القائمة على ZnSc₂S₄ و( Zn ,Mg)Sc₂S₄ ذات فجوات نطاق مباشرة قابلة لضبط اللون وقابلية التطعيم ثنائي القطب. [ 32 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. وار، إل إن (2021). "رموز المعادن المعتمدة من قبل IMA-CNMNC" . مجلة علم المعادن . 85 (3): 291-320 . Bibcode : 2021MinM...85..291W . doi : 10.1180/mgm.2021.43 . S2CID 235729616 . 
  2. لانكشاير، روبرت جون. "السبينيلات العادية" . CHEM2101 (C 21J) الكيمياء غير العضوية . كيمياء معقدات الفلزات الانتقالية. كينغستون، جامايكا: جامعة جزر الهند الغربية. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2018-08-08.
  3. غرايمز، ن. و . وآخرون (8 أبريل 1983). "تناظر وبنية جديدان للإسبينيل". وقائع الجمعية الملكية في لندن . السلسلة أ، العلوم الرياضية والفيزيائية. 386 (1791): 333-345 . Bibcode : 1983RSPSA.386..333G . doi : 10.1098 / rspa.1983.0039 . JSTOR 2397417. S2CID 96560029 .   
  4. هوانغ، ل.؛ وآخرون (يوليو 1973). "حول المجموعة الفراغية لـ MgAl 2 O" 4 سبينيل".مجلة الفلسفة.doi:10.1080/14786437308217448.
  5. 1 2 "Spinel" . mindat.org .
  6. بيانات معدن الإسبينيل ، WebMineral.com
  7. "الإسبينيل". قاموس تشامبرز ( الطبعة التاسعة). تشامبرز. 2003. ISBN  0-550-10105-5.
  8. نيس، ويليام د. (2000). مقدمة في علم المعادن . نيويورك، نيويورك: مطبعة جامعة أكسفورد. ص 362-363 . ISBN  9780195106916.
  9. 1 2 كلاين، كورنيليس؛ هيرلبوت، كورنيليوس س. الابن (1993). دليل علم المعادن (بعد جيمس د. دانا) ( الطبعة الحادية والعشرون). نيويورك، نيويورك: وايلي. رقم ISBN  047157452X.{{cite book}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  10. "معادن ملونة بأيونات المعادن" . minerals.gps.caltech.edu . معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 مارس 2023 .
  11. السير توماس بتلر (1989). جواهر التاج ومراسم التتويج . بيتكين. ص 6. ISBN  978-0-85372-467-4.
  12. ^ بارديو، ف.؛ فارخودوفا، ت. (صيف 2019). "الإسبنيل من طاجيكستان" . اللون : 30 – 33 . تم الاسترجاع في 28 أبريل 2021 .
  13. "الإسبينيل السامري". قاموس الأحجار الكريمة وعلم الأحجار الكريمة : 657-737 . 2005. doi : 10.1007/3-540-27269-0_19 .
  14. ليتفينوف، ل. أ. (2011). "حول الكلمات المستخدمة كأسماء للياقوت والزفير" (ملف PDF) . المواد الوظيفية . 18 (2): 275. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2021 .
  15. هيوز، ر. و. (1994). "الياقوت والإسبينيل في أفغانستان: تاريخ موجز" (ملف PDF) . مجلة علم الأحجار الكريمة . 24 (4): 256-267 . doi : 10.15506/JoG.1994.24.4.256 . تاريخ الاطلاع: 29 أبريل 2021 .
  16. 1 2 3 بارديو وفرخودوفا 2019 .
  17. بيسواس، أ.ك. (2001). "المعادن واستغلالها في الهند القديمة وما قبل الحديثة". في راماشاندرا راو، ب.؛ غوسوامي، ن.ج. (محرران). علم المعادن في الهند : نظرة تاريخية . نيودلهي: دار النشر الدولية الهندية. ص 1-22 . ASIN B002A9M6QU .   
  18. إيرفين، تينيسي (1977). "أصل طبقات الكروميت في تداخل مسكوكس والتداخلات الطبقية الأخرى: منظور جديد". الجيولوجيا . 5 (5): 273. doi : 10.1130/0091-7613(1977)5 < 273:ooclit > 2.0.co ; 2 .
  19. لوتولد ج، بلوندي ج.د، بروكر ر.أ (2015). "قيود بترولوجية تجريبية على إعادة تدوير التراكمات المافية: التركيز على الإسبينيل الكرومي من تداخل روم الشرقي الطبقي، اسكتلندا" . مساهمات في علم المعادن والبترولوجيا . 170 (2): 12. Bibcode : 2015CoMP..170...12L . doi : 10.1007/s00410-015-1165-0 . hdl : 1983/43578f76-07c8-4676-84d1-d763d5228efb . S2CID 129562202 . 
  20. O Driscoll B, Emeleus CH, Donaldson CH, Daly JS (2009). "دور تسرب الصهارة واستيعاب التراكمات في تكوين الأنورثوزيت وطبقة من الإسبينيل الكرومي في تداخل روم الشرقي الطبقي، شمال غرب اسكتلندا". Lithos . 111 ( 1-2 ): 6-20 . Bibcode : 2009Litho.111....6O . doi : 10.1016/j.lithos.2008.11.011 .
  21. كليم، ستيفان (2004). "تأثير الكروم على تحول العقيق إلى الإسبينيل في وشاح الأرض: تجارب في نظام MgO—Cr₂O₃ SiO₂ ونمذجة ديناميكية حرارية" (ملف PDF) . ليثوس . 77 ( 1-4 ): 639-646 . Bibcode : 2004Litho..77..639K . doi : 10.1016/ j.lithos.2004.03.017 .
  22. فيلبوتس، أنتوني ر.؛ أغوي، جاي ج. (2009). مبادئ علم الصخور النارية والمتحولة ( الطبعة الثانية). كامبريدج، المملكة المتحدة: مطبعة جامعة كامبريدج. ص 17. ISBN   9780521880060.
  23. ماكفرسون، جي جي (2007). "شوائب غنية بالكالسيوم والألومنيوم في النيازك الكوندريتية". دراسة في الجيوكيمياء : 1-47 . doi : 10.1016/B0-08-043751-6/01065-3 . ISBN 9780080437514.
  24. بارديو، فنسنت؛ هيوز، آر دبليو؛ بوهم، إي. (2008). "سبينيل: إحياء عمل كلاسيكي" . مجلة إن كولور : 10-18 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 أبريل 2021 .
  25. بارديو، فينسنت (2014). "البحث عن أحجار الإسبينيل "جيداي" في موغوك" . الأحجار الكريمة وعلم الأحجار الكريمة . 50 (1): 46-57 . doi : 10.5741/GEMS.50.1.46 .
  26. Wondermondo (16 يونيو 2019). "اكتشافات من الإسبينيل الأزرق الكوبالتي في لوك ين، فيتنام" .
  27. موقع Mining.Com (5 أبريل 2019). "علماء يكتشفون أصل الإسبينيل الأزرق الكوبالتي في القطب الشمالي الكندي" .
  28. بوريس شوفيريه، وبنيامين روندو، وإيمانويل فريتش، وفيليب ريسيجياك، وجان لوك ديفيدال (ربيع 2015). "الإسبينيل الأزرق من مقاطعة لوك ين في فيتنام" . الأحجار الكريمة وعلم الأحجار الكريمة .{{cite journal}}: صيانة CS1: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين ( رابط )
  29. دليل سيمون وشوستر للأحجار الكريمة والأحجار النفيسة، ك. ليمان، 1996
  30. "باحثون يجدون تطبيقات للسيراميك الإسبينلي المتين" . Phys.org . 24 أبريل 2015.
  31. "دروع شفافة من مختبر الأبحاث البحرية؛ يمكن أن يُعزز الإسبينيل متانة هاتفك الذكي" . مختبر الأبحاث البحرية. 23 أبريل 2015. مؤرشف من الأصل في 4 أغسطس 2023. تم الاطلاع عليه في 4 أغسطس 2023 .
  32. ^ هانزاوا، كوتا؛ ناجاي، تاكايوكي؛ ناغاساوا، ريوجا؛ كاتاسي، تاكايوشي؛ هوسونو، هيديو؛ هيراماتسو ، هيدينوري (1 أكتوبر 2025). “d0 أشباه الموصلات من نوع الإسبنيل من نوع كبريتيد القائمة على الكاتيون مع فجوة مباشرة قابلة للضبط بالألوان وإمكانية ازدواج القطبية”. مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية . 147 (39): 35935–35941 . دوى : 10.1021/jacs.5c12816 .

فهرس